JP2009008152A - 油圧緩衝器 - Google Patents
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Abstract
【課題】 油圧緩衝器において、スプリング交換を簡易にし、スプリング交換による減衰力特性の変化を抑制すること。
【解決手段】 インナチューブ12の内周に隔壁部材19を設け、隔壁部材19の下部に作動油室21を、上部に油溜室22を区画してなるフロントフォーク10において、インナチューブ12の作動油室21内で、アウタチューブ11側に取付けたピストンロッド23側の上ばね受け31とインナチューブ12の底部側の下ばね受け32との間にメイン懸架スプリング33を介装し、インナチューブ12の油溜室22内で、アウタチューブ11の上端部側の上ばね受け131とインナチューブ12の内周に設けた隔壁部材19側の下ばね受け132との間にサブ懸架スプリング130を介装したもの。
【選択図】 図1
【解決手段】 インナチューブ12の内周に隔壁部材19を設け、隔壁部材19の下部に作動油室21を、上部に油溜室22を区画してなるフロントフォーク10において、インナチューブ12の作動油室21内で、アウタチューブ11側に取付けたピストンロッド23側の上ばね受け31とインナチューブ12の底部側の下ばね受け32との間にメイン懸架スプリング33を介装し、インナチューブ12の油溜室22内で、アウタチューブ11の上端部側の上ばね受け131とインナチューブ12の内周に設けた隔壁部材19側の下ばね受け132との間にサブ懸架スプリング130を介装したもの。
【選択図】 図1
Description
本発明は油圧緩衝器に関する。
油圧緩衝器として、特許文献1に記載の如く、車体側のアウタチューブ内に車軸側のインナチューブを摺動自在に挿入し、前記インナチューブの内周に隔壁部材を設け、該隔壁部材の下部に作動油室を、上部に油溜室を区画し、前記アウタチューブ側に取付けたピストン支持部材を、前記隔壁部材を貫通して前記作動油室内に挿入し、該ピストン支持部材の先端部に前記作動油室内を摺動するピストンを設けてなるものがある。この油圧緩衝器では、インナチューブの作動油室内で、アウタチューブ側に取付けたピストン支持部材側の上ばね受けと該インナチューブの底部側の下ばね受けとの間にメイン懸架スプリングを介装している。
特開昭56-82680
特許文献1に記載の油圧緩衝器には以下の不都合がある。
(1)懸架スプリングのバネ定数を変更するため、懸架スプリングを交換するには、アウタチューブの上端部からキャップを取外すだけでなく、インナチューブの上端部に設けてある隔壁部材も取外し、ピストン支持部材をインナチューブの作動油室から抜き出す必要があり、スプリング交換の工数が多大になる。
(1)懸架スプリングのバネ定数を変更するため、懸架スプリングを交換するには、アウタチューブの上端部からキャップを取外すだけでなく、インナチューブの上端部に設けてある隔壁部材も取外し、ピストン支持部材をインナチューブの作動油室から抜き出す必要があり、スプリング交換の工数が多大になる。
(2)懸架スプリングの交換により、インナチューブの作動油室に浸っていた懸架スプリングを取り出すと、懸架スプリングのコイル径、線径が太くて表面積が大きいことから、作動油室の油量低下が大きく、スプリング交換の度に油量調整が必要になる。
(3)インナチューブの作動油室に挿入される懸架スプリングを交換すると、作動油室の内部で懸架スプリングの線間隙間を流れるオイル流路が変化し、減衰力特性の変化が発生してしまう。
本発明の課題は、油圧緩衝器において、スプリング交換を簡易にし、スプリング交換による減衰力特性の変化を抑制することにある。
請求項1の発明は、車体側のアウタチューブ内に車軸側のインナチューブを摺動自在に挿入し、前記インナチューブの内周に隔壁部材を設け、該隔壁部材の下部に作動油室を、上部に油溜室を区画し、前記アウタチューブ側に取付けたピストン支持部材を、前記隔壁部材を貫通して前記作動油室内に挿入し、該ピストン支持部材の先端部に前記作動油室内を摺動するピストンを設けてなる油圧緩衝器において、前記インナチューブの作動油室内で、アウタチューブ側に取付けたピストン支持部材側の上ばね受けと該インナチューブの底部側の下ばね受けとの間にメイン懸架スプリングを介装し、前記インナチューブの油溜室内で、アウタチューブの上端部側の上ばね受けと該インナチューブの内周に設けた隔壁部材側の下ばね受けとの間にサブ懸架スプリングを介装したものである。
請求項2の発明は、請求項1の発明において更に、前記メイン懸架スプリングのバネ定数が、油圧緩衝器に必要とされるバネ定数の上下限範囲の下限に設定されるようにしたものである。
請求項3の発明は、請求項1又は2の発明において更に、前記サブ懸架スプリングのバネ定数が、油圧緩衝器に設定すべきバネ定数とメイン懸架スプリングのバネ定数の差分に設定されるようにしたものである。
(a)メイン懸架スプリングとサブ懸架スプリングはそれぞれアウタチューブの側とインナチューブの側の間に介装され、互いに並列配置されるものになる。従って、メイン懸架スプリングは、油圧緩衝器に必要とされるバネ定数の上下限範囲の下限のバネ定数Kmに設定され、スプリング交換時には組み付けたままとする。サブ懸架スプリングは、油圧緩衝器に設定すべき全バネ定数(合成バネ定数)(Km+Ks)とメイン懸架スプリングのバネ定数Kmの差分の小バネ定数Ksに設定され、油圧緩衝器のバネ定数の設定変更用に予めバネ定数Ksを異にする複数種を用意することができる。これにより、油圧緩衝器のバネ定数の設定変更は、サブ懸架スプリングだけの交換によって行なうことができる。
(b)サブ懸架スプリングの交換は、インナチューブの上端部の隔壁部材を取外すことを必要としないから、油圧緩衝器におけるスプリング交換の工数を低減できる。
(c)サブ懸架スプリングは、バネ定数が小さく、コイル径、線径を細く表面積を小さくできるから、油圧緩衝器のスプリング交換に伴なう油溜室の油量低下は無視できる。
(d)油圧緩衝器のスプリング交換に際し、作動油室内のメイン懸架スプリングは交換されない。従って、作動油室の内部でメイン懸架スプリングの線間隙間を流れるオイル流路の変化はなく、減衰力特性の変化を抑制できる。
(e)メイン懸架スプリングは、線材の標準線径を選んで応力上、効率の良いバネ定数に設計され(限界設計)、油圧緩衝器の全バネ定数との差分はサブ懸架スプリングに担わせることができる。従って、メイン懸架スプリングの線径を徒らに太く(過剰設計)することがなく、軽量化できる。
(f)サブ懸架スプリングは、バネ定数が小さく、線径をより細くできるから、同材質でも引張強さのより高い線材を使用でき(例えばJISG3522)、単位強度あたりの重量を低減できる。
(g)バネの許容応力、密着高さ等について、唯1本のスプリングでは設計困難な仕様でも、メイン懸架スプリングとサブ懸架スプリングの2本化によりこれを容易に成立させることができる。
図1は油圧緩衝器を示す断面図、図2は図1の下部断面図、図3は図1の中間部断面図、図4は図1の上部断面図である。
フロントフォーク(油圧緩衝器)10は、アウタチューブ11を車体側に、インナチューブ12を車輪側に配置する倒立型フロントフォークであり、図1〜図4に示す如く、アウタチューブ11の下端開口部の内周に固定したガイドブッシュ11Aと、インナチューブ12の上端開口部の外周に固定したガイドブッシュ12Aを介して、アウタチューブ11の内部にインナチューブ12を摺動自在に挿入する。11Bはオイルシール、11Cはダストシールである。アウタチューブ11の上端開口部にはキャップ13が液密に螺着され、アウタチューブ11の外周には車体側取付部材14A、14Bが設けられる。インナチューブ12の下端開口部には車軸ブラケット15が液密に挿着されて螺着されてインナチューブ12の底部を構成し、車軸ブラケット15には車軸取付孔16が設けられる。
フロントフォーク10は、アウタチューブ11の内周と、インナチューブ12の外周と、前記2つのガイドブッシュ11A、12Aにて区画される環状油室17を区画する。
フロントフォーク10は、インナチューブ12の上端側内周にOリングを介する等により液密に、有底カップ状の隔壁部材19を設け、隔壁部材19の底部のロッドガイド部19Aより下部に作動油室21を区画するとともに、上部に油溜室22を区画する。油溜室22の中でその下側領域は油室22A、上側領域は空気室22Bである。隔壁部材19のインナチューブ12より突出する上端部の外周に設けたガイドブッシュ12Aはアウタチューブ11の内周に摺接する。
フロントフォーク10は、アウタチューブ11に取付けたピストンロッド23を隔壁部材19のロッドガイド部19Aに摺動自在に挿入する。具体的には、キャップ13の中心部の下端部に螺着した取付カラー24に中空ピストンロッド23を螺着し、これをロックナット24Aで固定する。
フロントフォーク10は、隔壁部材19のロッドガイド部19Aからインナチューブ12に挿入したピストンロッド23の先端部に螺着したピストンボルト25に、インナチューブ12の内周に摺接するピストン26を固定し、前記油室21をピストンロッド23が収容されるピストンロッド側油室21Aと、ピストンロッド23が収容されないピストン側油室21Bに区画する。ピストン26はピストンナット27により固定される。
フロントフォーク10は、前記環状油室17を、インナチューブ12に設けた油孔28を介して、ピストンロッド側油室21Aに常時連通する。
フロントフォーク10は、ピストン26のピストン側油室21Bに臨む下端面の側に上ばね受け31を後述する如くに取着し、車軸ブラケット15が形成するインナチューブ12の底部に下ばね受け32を配置し、上ばね受け31と下ばね受け32の間にメイン懸架スプリング33を介装している。メイン懸架スプリング33の全体がピストン側油室21Bに浸漬される。フロントフォーク10は、車両走行時に路面から受ける衝撃力をメイン懸架スプリング33と後述するサブ懸架スプリング130の伸縮振動により吸収する。このとき、後述するばね荷重調整装置100が下ばね受け32を昇降し、メイン懸架スプリング33のばね荷重を調整可能にする。
フロントフォーク10は、ピストン26に減衰力発生装置40を備える(図3、図4)。
減衰力発生装置40は、圧側流路41と伸側流路42(不図示)を備える。圧側流路41は、バルブストッパ41Bにバックアップされる圧側ディスクバルブ41A(圧側減衰バルブ)により開閉される。伸側流路42は、バルブストッパ42Bにバックアップされる伸側ディスクバルブ42A(伸側減衰バルブ)により開閉される。尚、バルブストッパ41B、バルブ41A、ピストン26、バルブ42A、バルブストッパ42Bは、ピストンボルト25に挿着されるバルブ組立体を構成し、ピストンボルト25に螺着されるピストンナット27に挟まれて固定される。
減衰力発生装置40は、圧側流路41と伸側流路42(不図示)を備える。圧側流路41は、バルブストッパ41Bにバックアップされる圧側ディスクバルブ41A(圧側減衰バルブ)により開閉される。伸側流路42は、バルブストッパ42Bにバックアップされる伸側ディスクバルブ42A(伸側減衰バルブ)により開閉される。尚、バルブストッパ41B、バルブ41A、ピストン26、バルブ42A、バルブストッパ42Bは、ピストンボルト25に挿着されるバルブ組立体を構成し、ピストンボルト25に螺着されるピストンナット27に挟まれて固定される。
減衰力発生装置40は、キャップ13の中心部に後に詳述する減衰力調整装置40Aを設け、減衰力調整装置40Aのニードル弁85をピストンロッド23の中空部に挿入し、ピストンロッド23に設けたバイパス路45の開度をニードル弁85の上下動により調整する。バイパス路45は、ピストン26をバイパスし、ピストンロッド側油室21Aとピストン側油室21Bを連絡する。
減衰力発生装置40は、圧側行程では、低速域で、ニードル弁85により開度調整されたバイパス路45の通路抵抗により圧側減衰力を発生し、中高速域で、圧側ディスクバルブ41Aの撓み変形により圧側減衰力を発生する。また、伸側行程では、低速域で、ニードル弁85により開度調整されたバイパス路45の通路抵抗により伸側減衰力を発生し、中高速域で、伸側ディスクバルブ42Aの撓み変形により伸側減衰力を発生する。この圧側減衰力と伸側減衰力により、前述したメイン懸架スプリング33の伸縮振動を制振する。
フロントフォーク10は、キャップ13の下端面に、インナチューブ12に設けた隔壁部材19の上端部が最圧縮ストロークで衝合するストッパラバー13A、ストッパ板13Bを固着しており、このストッパラバー13Aによって最圧縮ストロークを規制する。
フロントフォーク10は、インナチューブ12の上端側の隔壁部材19のピストンロッド側油室21Aに臨む下端面に螺着固定したスプリングシート51と、ピストンロッド23に設けたストッパリング52Aに係止させたスプリングシート52との間にリバウンドスプリング53を介装してある。フロントフォーク10の最伸長時に、隔壁部材19がリバウンドスプリング53をスプリングシート52との間で加圧することにより、最伸長ストロークを規制する。
しかるに、フロントフォーク10にあっては、アウタチューブ11とインナチューブ12の環状隙間からなる前記環状油室17の断面積S1を、ピストンロッド23の断面積(外径に囲まれる面積)S2より大きく形成している(S1>S2)。
また、隔壁部材19のロッドガイド部19A及びスプリングシート51に、圧側行程では油溜室22からピストンロッド側油室21Aへの油の流れを許容し、伸側行程ではピストンロッド側油室21Aから油溜室22への油の流れを阻止するチェック弁60を設けている。
また、隔壁部材19のロッドガイド部19Aはピストンロッド23の周囲にオイルシールを封着していないから、チェック弁60の内周に圧入してあるブッシュがピストンロッド23の周囲に形成する微小間隙により、ピストンロッド側油室21Aと油溜室22を連通する微小流路(オリフィス)61(不図示)を構成する。微小流路61は、隔壁部材19のロッドガイド部19Aに穿設され、ピストンロッド側油室21Aと油溜室22を連通するオリフィス手段61Aにより構成されるものでも良い。
フロントフォーク10の動作は以下の如くになる。
(圧側行程)
圧側行程でインナチューブ12に進入するピストンロッド23の進入容積分の作動油がインナチューブ12の内周の油室21Aからインナチューブ12の油孔28を介して環状油室17に移送される。このとき、環状油室17の容積増加分ΔS1(補給量)がピストンロッド23の容積増加分ΔS2より大きいから、環状油室17への油の必要補給量のうち、(ΔS1−ΔS2)の不足分が油溜室22からチェック弁60を介して補給される。
(圧側行程)
圧側行程でインナチューブ12に進入するピストンロッド23の進入容積分の作動油がインナチューブ12の内周の油室21Aからインナチューブ12の油孔28を介して環状油室17に移送される。このとき、環状油室17の容積増加分ΔS1(補給量)がピストンロッド23の容積増加分ΔS2より大きいから、環状油室17への油の必要補給量のうち、(ΔS1−ΔS2)の不足分が油溜室22からチェック弁60を介して補給される。
この圧側行程では、前述した通り、低速域で、ニードル弁85により開度調整されたバイパス路45の通路抵抗により圧側減衰力を発生し、中高速域で、圧側ディスクバルブ41Aの撓み変形により圧側減衰力を発生する。
(伸側行程)
伸側行程でインナチューブ12から退出するピストンロッド23の退出容積分の作動油が環状油室17からインナチューブ12の油孔28を介してインナチューブ12の内周の油室21Aに移送される。このとき、環状油室17の容積減少分ΔS1(排出量)がピストンロッド23の容積減少分ΔS2より大きいから、環状油室17からの油の排出量のうち、(ΔS1−ΔS2)の余剰分が微小流路61を介して油溜室22へ排出される。
伸側行程でインナチューブ12から退出するピストンロッド23の退出容積分の作動油が環状油室17からインナチューブ12の油孔28を介してインナチューブ12の内周の油室21Aに移送される。このとき、環状油室17の容積減少分ΔS1(排出量)がピストンロッド23の容積減少分ΔS2より大きいから、環状油室17からの油の排出量のうち、(ΔS1−ΔS2)の余剰分が微小流路61を介して油溜室22へ排出される。
この伸側行程では、前述した通り、低速域で、ニードル弁85により開度調整されたバイパス路45の通路抵抗により伸側減衰力を発生し、中高速域で、伸側ディスクバルブ42Aの撓み変形により伸側減衰力を発生する。また、上述の微小流路61の通路抵抗による伸側減衰力も発生する。
以下、減衰力調整装置40Aについて説明する。
減衰力調整装置40Aは、図3、図4に示す如く、ピストンロッド23の中空部に回転方向及び軸方向に移動自在な非円形断面、本実施例ではD形断面の唯1本のプッシュロッド70を設け、プッシュロッド70を回転方向に移動させる第1調整部80と、プッシュロッド70を軸方向に移動させる第2調整部90を、フロントフォーク10の上部、かつプッシュロッド70の延長上に同軸配置する。そして、減衰力調整装置40Aは、プッシュロッド70の非円形断面内に摺動自在に係入するニードル弁85をピストンロッド23の中空部に螺合し、第1調整部80の回転によりニードル弁85を螺動させ、このニードル弁85によりバイパス路45の開度を調整し、ひいてはバイパス路45の通路抵抗による減衰力を調整可能にする。また、減衰力調整装置40Aは、プッシュロッド70と軸方向に衝合するスプリング95により、圧側ディスクバルブ41Aを閉じ方向にて該圧側ディスクバルブ41Aを付勢し、圧側ディスクバルブ41Aの撓み変形による圧側減衰力を調整可能にする。以下、第1調整部80と第2調整部90の構造、ニードル弁85を用いた減衰力調整構造、スプリング95を用いた減衰力調整構造について説明する。
減衰力調整装置40Aは、図3、図4に示す如く、ピストンロッド23の中空部に回転方向及び軸方向に移動自在な非円形断面、本実施例ではD形断面の唯1本のプッシュロッド70を設け、プッシュロッド70を回転方向に移動させる第1調整部80と、プッシュロッド70を軸方向に移動させる第2調整部90を、フロントフォーク10の上部、かつプッシュロッド70の延長上に同軸配置する。そして、減衰力調整装置40Aは、プッシュロッド70の非円形断面内に摺動自在に係入するニードル弁85をピストンロッド23の中空部に螺合し、第1調整部80の回転によりニードル弁85を螺動させ、このニードル弁85によりバイパス路45の開度を調整し、ひいてはバイパス路45の通路抵抗による減衰力を調整可能にする。また、減衰力調整装置40Aは、プッシュロッド70と軸方向に衝合するスプリング95により、圧側ディスクバルブ41Aを閉じ方向にて該圧側ディスクバルブ41Aを付勢し、圧側ディスクバルブ41Aの撓み変形による圧側減衰力を調整可能にする。以下、第1調整部80と第2調整部90の構造、ニードル弁85を用いた減衰力調整構造、スプリング95を用いた減衰力調整構造について説明する。
(第1調整部80と第2調整部90の構造)(図3、図4)
キャップ組立体を構成するキャップ13がOリング13Cを介してアウタチューブ11の上端開口部に液密に螺着される。キャップ13の下端開口側には取付カラー24が螺着され、この取付カラー24にピストンロッド23の上端部が螺着されてロックナット24Aで固定される。
キャップ組立体を構成するキャップ13がOリング13Cを介してアウタチューブ11の上端開口部に液密に螺着される。キャップ13の下端開口側には取付カラー24が螺着され、この取付カラー24にピストンロッド23の上端部が螺着されてロックナット24Aで固定される。
第1調整部80は、キャップ13の中心孔の下端開口側からOリング81を介して液密に挿着され、キャップ13の中間段差部に軸方向で係合して上方へ抜け止めされるとともに、キャップ13の下端開口側に螺着される取付カラー24の上端面に軸方向で衝合して下方へ抜け止めされ、結果として上端外周の操作ノブ80Aを用いてキャップ13に回転自在に設けられる。第1調整部80の取付カラー24に衝接する下端面は横溝を備え、この横溝に係合片83の両側突起を回転方向にて概ね遊びなく係合する。プッシュロッド70の非円形断面(D形断面)の外周を、係合片83の中心に設けた非円形孔(D形孔)に貫通し、回転方向には概ね遊びなく係合し、かつ軸方向には摺動自在にする。これにより、第1調整部80は、プッシュロッド70を回転方向に移動させることができる。80Bは操作ノブ80Aに対するディテント機構である。
第2調整部90は、第1調整部80の中心孔の下端開口側からOリング91を介して液密に挿着され、第1調整部80の中間段差部に軸方向で係合して上方へ抜け止めされる。第2調整部90の下端部には、押動子91Aが回転方向に係合、軸方向にスライド自在に係合される。押動子91Aの下端面は、第1調整部80の側に係合している係合片83の非円形孔を貫通しているプッシュロッド70の上端面と軸方向に隙間なく衝合する。尚、プッシュロッド70は、後述するスプリング95のばね力により上向きに付勢され、その上端面を常に第2調整部90の押動子91Aの下端面に衝合する。第2調整部90は、上端面の操作ノブ90Aを用いて第1調整部80に対し螺動され、プッシュロッド70を軸方向に移動させることができる。90Bは操作ノブ90Aに対するディテント機構である。
(ニードル弁85を用いた減衰力調整構造)(図3)
ピストンロッド23の中空部の下端部にはインナベース84が挿着され、ピストンロッド23の下端面とピストンボルト25の内径段差部とがインナベース84の下端フランジを挟圧固定している。インナベース84はピストンロッド23の中空部に圧入されても良い。このようにしてピストンロッド23に固定されたインナベース84の内周にニードル弁85が液密に挿入され、ニードル弁85の中間部のねじ部がピストンボルト25の内周に螺着される。ニードル弁85の上端部の非円形断面、本実施例ではD形断面をなす非円形断面部が、ピストンロッド23の中空部に挿入されているプッシュロッド70の下端部の非円形断面内に概ね遊びなく、軸方向には摺動自在に、回転方向には係合するように係入する。
ピストンロッド23の中空部の下端部にはインナベース84が挿着され、ピストンロッド23の下端面とピストンボルト25の内径段差部とがインナベース84の下端フランジを挟圧固定している。インナベース84はピストンロッド23の中空部に圧入されても良い。このようにしてピストンロッド23に固定されたインナベース84の内周にニードル弁85が液密に挿入され、ニードル弁85の中間部のねじ部がピストンボルト25の内周に螺着される。ニードル弁85の上端部の非円形断面、本実施例ではD形断面をなす非円形断面部が、ピストンロッド23の中空部に挿入されているプッシュロッド70の下端部の非円形断面内に概ね遊びなく、軸方向には摺動自在に、回転方向には係合するように係入する。
第1調整部80が、前述の如く、プッシュロッド70を回転方向に移動させると、プッシュロッド70と回転方向に係合しているニードル弁85がピストンボルト25に対して螺動し、ピストンボルト25に設けてあるバイパス路45の縦孔上端部の弁シートに対して進退し、バイパス路45の開度を調整し、ひいてはバイパス路45の通路抵抗による圧側と伸側の減衰力を調整可能にする。
尚、第1調整部80がプッシュロッド70を介してニードル弁85を螺動させるとき、ニードル弁85は後述するスプリング95のための押動片92の中心孔に対して空動し、スプリング95に対して影響しない。
(スプリング95を用いた減衰力調整構造)(図3)
ピストンロッド23の下端側の直径方向の両側には、軸方向に延びる長孔状のガイド孔23Aが設けられ、押動片92の両側突起がそれらのガイド孔23Aに概ね遊びなく軸方向にスライド可能に係入されている。ピストンロッド23の中空部に挿入されているプッシュロッド70の下端面が押動片92の上面に直に衝接し、プッシュロッド70の下端部に前述の如く係入しているニードル弁85の非円形断面部が押動片92の中心に設けた円形孔に軸方向移動自在に遊挿される。
ピストンロッド23の下端側の直径方向の両側には、軸方向に延びる長孔状のガイド孔23Aが設けられ、押動片92の両側突起がそれらのガイド孔23Aに概ね遊びなく軸方向にスライド可能に係入されている。ピストンロッド23の中空部に挿入されているプッシュロッド70の下端面が押動片92の上面に直に衝接し、プッシュロッド70の下端部に前述の如く係入しているニードル弁85の非円形断面部が押動片92の中心に設けた円形孔に軸方向移動自在に遊挿される。
ピストンロッド23の下端部(ピストンボルト25)まわりには、押動片92の両端突起に下方から衝合するばね受け93と、圧側ディスクバルブ41Aの上面(背面)に衝合するバルブ押え94が配置され、ばね受け93とバルブ押え94の間にバルブ押えスプリング95が介装される。ばね受け93はカップ状をなし、カップの内周下端にて押動片92の両側突起と衝合し、カップの上端外周フランジにスプリング95を着座させる。バルブ押え94は、圧側ディスクバルブ41Aの上面の適宜の外径位置に全周連続的(間欠的でも可)に衝接する円環状押え部94Aと、ピストンボルト25の上端外周にスライドガイドされるスライド部94Bと、ピストンロッド側油室21Aを圧側流路41、伸側流路42、バイパス路45に連通する油路94Cを備え、外周段差部にスプリング95を着座させる。
第2調整部90が、前述の如く、プッシュロッド70を軸方向に移動させると、プッシュロッド70の下端面が衝接している押動片92がばね受け93を上下に移動してバルブ押えスプリング95を伸縮し、スプリング95のセット荷重を調整する。これにより、スプリング95のセット荷重がバルブ押え94を介して圧側ディスクバルブ41Aを閉じる方向に付勢し、圧側ディスクバルブ41Aの撓み変形による圧側減衰力を調整可能にする。バルブ押え94は押え部94Aの径を異にするものに交換することができ、大径の押え部94Aを備えたバルブ押え94は圧側ディスクバルブ41Aの外周側を押え、ピストン速度の低速域から減衰力を大きくする。小径の押え部94Aを備えたバルブ押え94は圧側ディスクバルブ41Aの内周側を押え、ピストン速度が中〜高速域で減衰力を大きくする。
尚、第2調整部90がプッシュロッド70を介して押動片92を移動するとき、プッシュロッド70及び押動片92はニードル弁85に対して軸方向に空動し、ニードル弁85に影響しない。
次に、下ばね受け32を昇降し、懸架スプリング33のばね荷重を調整するばね荷重調整装置100について説明する。尚、下ばね受け32は有天筒状をなし、下端部に底板32Aを突き当てられるとともに、インナチューブ12の内周にOリング32Bを介して上下動可能に挿入されている。
ばね荷重調整装置100は、図2に示す如く、インナチューブ12の底部を構成する車軸ブラケット15の車軸取付孔16を外れる位置(車軸取付孔16の側傍)で外部に臨むアジャストボルト101により下ばね受け32の底板32Aを支持し、アジャストボルト101の螺動により下ばね受け32を昇降させて懸架スプリング33のばね荷重を調整する。
このとき、アジャストボルト101はインナチューブ12の車軸取付孔16を通る中心軸に対し斜交配置され、アジャストボルト101をインナチューブ12の底部の内面に、外部へ抜け止めする状態で支持するとともに、アジャストボルト101の操作部101Aを車軸ブラケット15の操作用孔15Aから外部に臨ませる。そして、インナチューブ12の内部に臨むアジャストボルト101のねじ部にアジャストナット102を螺合し、インナチューブ12の内部に設けた回り止め手段103によりアジャストナット102を回り止めし、アジャストナット102の先端部に下ばね受け32の底板32Aを衝合する。回り止め手段103はインナチューブ12と車軸ブラケット15の間に挟圧されるワッシャからなり、ワッシャに設けた回り止め用異形スリット103Aにアジャストナット102の異形部を挿通させた。また、インナチューブ12の底部における回り止め手段103の下部にはスライダ104が設けられ、スライダ104により、アジャストナット102の外面をスライドガイドするとともに、アジャストボルト101を外部から押し込み不能にする。105はアジャストボルト101に対するディテント機構である。
車軸ブラケット15の操作用孔15Aに挿入される工具により操作部101Aを介してアジャストボルト101を螺動すると、アジャストナット102が昇降し、このアジャストナット102に衝合している下ばね受け32(底板32A)が昇降する。下ばね受け32は、ピストンロッド23側の上ばね受け31との間で、懸架スプリング33の初期長さを調整し、懸架スプリング33のばね荷重を調整するものになる。
以下、懸架スプリング33の伸縮時に、上下のばね受け31、32が懸架スプリング33に与える回転摩擦を低減可能にする、上ばね受け取着構造110について説明する。
上ばね受け取着構造110は、図3に示す如く、ピストン支持部材であるピストンロッド23のピストンボルト25の先端部であって、ピストン26よりも懸架スプリング33寄りのピストンボルト25の先端部に、上ばね受け31を回転自在かつ脱落不能に取着する。
具体的には、ピストンボルト25の先端部に、前述の如く、ピストン26、ディスクバルブ41A、42A、及びバルブストッパ41B、42Bを固定するピストンナット27を設けるに際し、ピストンナット27が工具係合部27Aと、工具係合部27Aの側傍にて段差状をなす工具係合部27Aより小径の小径部27Bとを有するものとし、ピストンボルト25に螺着したピストンナット27の小径部27Bの端面をバルブストッパ42Bに衝合する。そして、ピストンナット27の工具係合部27Aを外周膨出部111とし、小径部27Bに上ばね受け31とベアリング部材120及びその上下のベアリングレース121、122を装填する。
上ばね受け31は、孔あきかご状をなし、かご底部の中心部にピストンナット27の小径部27Bに挿し込まれ、工具係合部27A(外周膨出部111)に係止でき、かつ下ベアリングレース122に衝接する取付座31Aを備え、かご開口部に円環状のばね受け座31Bを備える。31Cは流路である。
ベアリング部材120は、ピストンナット27の小径部27Bに差し込まれる孔あき円板状保持器の周方向に並設した多数の保持溝のそれぞれにローラを保持する。ベアリングレース121、122は、ピストンナット27の小径部27Bに差し込まれる孔あき円板状をなす。
これにより、上ばね受け取着構造110は、ピストンボルト25にピストン26、ディスクバルブ41A、42A、及びバルブストッパ41B、42Bを挿着して前述のバルブ組立体を構成するとき、ベアリング部材120、ベアリングレース121、122を小径部27Bに装填済のピストンナット27をピストンボルト25に螺着して組付けられる。これにより、ピストンナット27の外周膨出部111(工具係合部27A)に対するバルブストッパ42B側にて段差状をなす小径部27Bに上ばね受け31を回転自在に設け、上ばね受け31がピストンナット27の外周膨出部111に抜け止めされるとともに、上ばね受け31がバルブストッパ42Bとの間にベアリング部材120、ベアリングレース121、122を介装するものになる。上ばね受け31が下ばね受け32との間に懸架スプリング33を支持するとき、上ばね受け31はピストンナット27の外周膨出部111(工具係合部27A)の端面との間に僅かな隙間を介して、回転自在になる。
しかるに、フロントフォーク10にあっては、図1、図4に示す如く、インナチューブ12の油溜室22内で、アウタチューブ11の上端部側の上ばね受け131と、インナチューブ12の内周に設けた隔壁部材19の側の下ばね受け132との間に、サブ懸架スプリング130を介装する。隔壁部材19のカップ内の中間レベルに油面Lを維持させている油溜室22の油室22Aにサブ懸架スプリング130の他端側の一部が浸漬される。上ばね受け131は、ピストンロッド23を螺着した取付カラー24のためのロックナット24Aの外周段差部に挿着される環状板からなる。下ばね受け132は、隔壁部材19のロッドガイド部19Aの油溜室22に臨む上面にて形成される。
前述のメイン懸架スプリング33の上端部はピストンロッド23、ピストン26、上ばね受け31を介してアウタチューブ11に支持され、下端部は下ばね受け32を介してインナチューブ12に支持される。サブ懸架スプリング130の上端部は上ばね受け131を介してアウタチューブ11に支持され、下端部は隔壁部材19の下ばね受け132を介してインナチューブ12に支持される。これにより、アウタチューブ11とインナチューブ12がある長さxだけ伸び又は縮むと、メイン懸架スプリング33とサブ懸架スプリング130はそれぞれ同じ長さxだけ伸び又は縮む。即ち、メイン懸架スプリング33とサブ懸架スプリング130は互いに並列配置されるものになり、フロントフォーク10の全バネ定数(メイン懸架スプリング33とサブ懸架スプリング130の合成バネ定数)Kは、メイン懸架スプリング33のバネ定数Kmとサブ懸架スプリング130のバネ定数Ksの和になる。従って、本実施例では、メイン懸架スプリング33のバネ定数Kmは、フロントフォーク10に必要とされるバネ定数Kの上下限範囲の下限に設定するものとする。サブ懸架スプリング130のバネ定数Ksは、フロントフォーク10に設定すべきバネ定数K(Km+Ks)とメイン懸架スプリング33のバネ定数Kmの差分に設定するものとする。
フロントフォーク10において、全バネ定数の設定変更時には、メイン懸架スプリング33は交換せずピストン側油室21B内で上ばね受け31と下ばね受け32の間に組付けたままとし、サブ懸架スプリング130だけを交換するものとする。アウタチューブ11からキャップ13を取外し、キャップ13内の減衰力調整装置40Aとともにある取付カラー24、ロックナット24Aからピストンロッド23を取外せば、ピストンロッド23の上端部から新旧のサブ懸架スプリング130を容易に脱着できる。
本実施例によれば以下の作用効果を奏する。
(a)メイン懸架スプリング33とサブ懸架スプリング130はそれぞれアウタチューブ11の側とインナチューブ12の側の間に介装され、互いに並列配置されるものになる。従って、メイン懸架スプリング33は、フロントフォーク10に必要とされるバネ定数の上下限範囲の下限のバネ定数Kmに設定され、スプリング交換時には組み付けたままとする。サブ懸架スプリング130は、フロントフォーク10に設定すべき全バネ定数(合成バネ定数)(Km+Ks)とメイン懸架スプリング33のバネ定数Kmの差分の小バネ定数Ksに設定され、フロントフォーク10のバネ定数の設定変更用に予めバネ定数Ksを異にする複数種を用意することができる。これにより、フロントフォーク10のバネ定数の設定変更は、サブ懸架スプリング130だけの交換によって行なうことができる。
(a)メイン懸架スプリング33とサブ懸架スプリング130はそれぞれアウタチューブ11の側とインナチューブ12の側の間に介装され、互いに並列配置されるものになる。従って、メイン懸架スプリング33は、フロントフォーク10に必要とされるバネ定数の上下限範囲の下限のバネ定数Kmに設定され、スプリング交換時には組み付けたままとする。サブ懸架スプリング130は、フロントフォーク10に設定すべき全バネ定数(合成バネ定数)(Km+Ks)とメイン懸架スプリング33のバネ定数Kmの差分の小バネ定数Ksに設定され、フロントフォーク10のバネ定数の設定変更用に予めバネ定数Ksを異にする複数種を用意することができる。これにより、フロントフォーク10のバネ定数の設定変更は、サブ懸架スプリング130だけの交換によって行なうことができる。
(b)サブ懸架スプリング130の交換は、インナチューブ12の上端部の隔壁部材を取外すことを必要としないから、フロントフォーク10におけるスプリング交換の工数を低減できる。
(c)サブ懸架スプリング130は、バネ定数が小さく、コイル径、線径を細く表面積を小さくできるから、フロントフォーク10のスプリング交換に伴なう油溜室22の油量低下は無視できる。
(d)フロントフォーク10のスプリング交換に際し、作動油室21内のメイン懸架スプリング33は交換されない。従って、作動油室21の内部でメイン懸架スプリング33の線間隙間を流れるオイル流路の変化はなく、減衰力特性の変化を抑制できる。
(e)メイン懸架スプリング33は、線材の標準線径を選んで応力上、効率の良いバネ定数に設計され(限界設計)、フロントフォーク10の全バネ定数との差分はサブ懸架スプリング130に担わせることができる。従って、メイン懸架スプリング33の線径を徒らに太く(過剰設計)することがなく、軽量化できる。
(f)サブ懸架スプリング130は、バネ定数が小さく、線径をより細くできるから、同材質でも引張強さのより高い線材を使用でき(例えばJISG3522)、単位強度あたりの重量を低減できる。
(g)バネの許容応力、密着高さ等について、唯1本のスプリングでは設計困難な仕様でも、メイン懸架スプリング33とサブ懸架スプリング130の2本化によりこれを容易に成立させることができる。
以上、本発明の実施例を図面により詳述したが、本発明の具体的な構成はこの実施例に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計の変更等があっても本発明に含まれる。
10 フロントフォーク(油圧緩衝器)
11 アウタチューブ
12 インナチューブ
19 隔壁部材
21 作動油室
22 油溜室
23 ピストンロッド(ピストン支持部材)
26 ピストン
31 上ばね受け
32 下ばね受け
33 メイン懸架スプリング
130 サブ懸架スプリング
131 上ばね受け
132 下ばね受け
11 アウタチューブ
12 インナチューブ
19 隔壁部材
21 作動油室
22 油溜室
23 ピストンロッド(ピストン支持部材)
26 ピストン
31 上ばね受け
32 下ばね受け
33 メイン懸架スプリング
130 サブ懸架スプリング
131 上ばね受け
132 下ばね受け
Claims (3)
- 車体側のアウタチューブ内に車軸側のインナチューブを摺動自在に挿入し、
前記インナチューブの内周に隔壁部材を設け、該隔壁部材の下部に作動油室を、上部に油溜室を区画し、
前記アウタチューブ側に取付けたピストン支持部材を、前記隔壁部材を貫通して前記作動油室内に挿入し、該ピストン支持部材の先端部に前記作動油室内を摺動するピストンを設けてなる油圧緩衝器において、
前記インナチューブの作動油室内で、アウタチューブ側に取付けたピストン支持部材側の上ばね受けと該インナチューブの底部側の下ばね受けとの間にメイン懸架スプリングを介装し、
前記インナチューブの油溜室内で、アウタチューブの上端部側の上ばね受けと該インナチューブの内周に設けた隔壁部材側の下ばね受けとの間にサブ懸架スプリングを介装したことを特徴とする油圧緩衝器。 - 前記メイン懸架スプリングのバネ定数が、油圧緩衝器に必要とされるバネ定数の上下限範囲の下限に設定される請求項1に記載の油圧緩衝器。
- 前記サブ懸架スプリングのバネ定数が、油圧緩衝器に設定すべきバネ定数とメイン懸架スプリングのバネ定数の差分に設定される請求項1又は2に記載の油圧緩衝器。
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